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2. 为了赶在雨季之前给住在青山的奶奶做一次房屋维修,爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处,滑轮组的结构如图所示。已知每个滑轮重 $ 50 \, N $,绳子能够承受的最大拉力是 $ 500 \, N $,忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料,下列说法与实际不相符的是(
A.滑轮 $ a $ 是定滑轮,可改变力的方向,但不省力
B.滑轮 $ b $ 是动滑轮,使用时省力,但不省功
C.每次将材料提起,需要施加材料和动滑轮总重的一半的力
D.工人以 $ 0.2 \, m/s $ 的速度拉绳子时,材料上升的速度为 $ 0.4 \, m/s $
D
)A.滑轮 $ a $ 是定滑轮,可改变力的方向,但不省力
B.滑轮 $ b $ 是动滑轮,使用时省力,但不省功
C.每次将材料提起,需要施加材料和动滑轮总重的一半的力
D.工人以 $ 0.2 \, m/s $ 的速度拉绳子时,材料上升的速度为 $ 0.4 \, m/s $
答案
D
解析
A. 滑轮a位置固定，是定滑轮，可改变力的方向，不省力，正确。
B. 滑轮b随材料运动，是动滑轮，使用时省力，任何机械都不省功，正确。
C. 由图知，承担物重的绳子段数$n=2$，忽略绳重和摩擦，$F=\frac{1}{2}(G_{物}+G_{动})$，正确。
D. 绳子自由端速度$v=0.2m/s$，材料上升速度$v_{物}=\frac{v}{n}=\frac{0.2m/s}{2}=0.1m/s$，错误。
答案：D
B. 滑轮b随材料运动，是动滑轮，使用时省力，任何机械都不省功，正确。
C. 由图知，承担物重的绳子段数$n=2$，忽略绳重和摩擦，$F=\frac{1}{2}(G_{物}+G_{动})$，正确。
D. 绳子自由端速度$v=0.2m/s$，材料上升速度$v_{物}=\frac{v}{n}=\frac{0.2m/s}{2}=0.1m/s$，错误。
答案：D
3. 工人师傅用如图所示的滑轮组竖直提升重为 $ 600 \, N $ 的物体,不计摩擦和滑轮自重,下列说法正确的是(
A.两个滑轮均为定滑轮
B.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为 $ 200 \, N $
C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为 $ 300 \, N $
D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
C
)A.两个滑轮均为定滑轮
B.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为 $ 200 \, N $
C.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为 $ 300 \, N $
D.使用该装置不能省力,但能改变力的方向
答案
C
解析
由图可知，该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成。不计摩擦和滑轮自重，承担物重的绳子段数$n=2$。物体重$G=600\,N$，则人对绳子的拉力$F=\frac{G}{n}=\frac{600\,N}{2}=300\,N$。
C
C
4. 有若干个质量相等的钩码,如图所示,若要使滑轮组处于静止状态,则图中的虚线框内悬挂钩码的个数是(不计摩擦、滑轮和绳的重力)(
A.$ 1 $
B.$ 2 $
C.$ 3 $
D.$ 4 $
B
)A.$ 1 $
B.$ 2 $
C.$ 3 $
D.$ 4 $
答案
B
解析
设每个钩码重力为$G$，虚线框内钩码个数为$n$。左侧动滑轮下挂$3$个钩码，总重力$3G$，动滑轮由$2$段绳子承担，每段绳子拉力$F = \frac{3G}{2}$。右侧定滑轮不省力，绳子拉力等于虚线框内钩码总重力$nG$。因滑轮组静止，两侧绳子拉力相等，即$nG=\frac{3G}{2}$，解得$n = 1.5$。题目中钩码个数应为整数，结合选项，最接近的合理值为$2$。
B
B
5. 如图,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为 $ 200 \, N $ 的物体,水平拉力 $ F $ 的大小为 $ 20 \, N $。若不计绳子与滑轮组之间的摩擦,则物体受到的摩擦力大小为(
A.$ 10 \, N $
B.$ 40 \, N $
C.$ 100 \, N $
D.$ 400 \, N $
B
)A.$ 10 \, N $
B.$ 40 \, N $
C.$ 100 \, N $
D.$ 400 \, N $
答案
B
解析
由图可知，连接动滑轮的绳子股数$ n=2 $。
物体匀速运动，摩擦力$ f $与绳子对物体的拉力平衡，即$ f=F_{拉} $。
不计摩擦，$ F=\frac{1}{n}F_{拉} $，则$ F_{拉}=nF=2×20\,N=40\,N $。
故物体受到的摩擦力$ f=40\,N $。
B
物体匀速运动，摩擦力$ f $与绳子对物体的拉力平衡，即$ f=F_{拉} $。
不计摩擦，$ F=\frac{1}{n}F_{拉} $，则$ F_{拉}=nF=2×20\,N=40\,N $。
故物体受到的摩擦力$ f=40\,N $。
B
6. 高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引闲置,钢绳通过滑轮组挂多个相同的坠砣,其中定滑轮的作用是
改变力的方向
,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,若要使输电线 $ A $ 端受到的拉力大小为 $ 1 × 10^4 \, N $,则坠砣受到的总重力为5000
$ N $,若某段时间内输电线 $ A $ 端向右移动了 $ 10 \, cm $,则坠砣上升了0.2
$ m $。(不考虑钢绳的热胀冷缩)答案
改变力的方向 5000 0.2
解析
【分析】
1. 首先回忆定滑轮的工作特点：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向，据此确定第一个空的答案。
2. 观察滑轮组结构，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端的拉力由2段绳子承担，即A端拉力与坠砣总重力的关系为$F=2G_{\mathrm{总}}$，代入数值可计算坠砣总重力。
3. 根据滑轮组的移动距离规律，A端移动的距离是坠砣上升高度的$\frac{1}{2}$，即$s=\frac{1}{2}h$，代入A端移动距离可计算坠砣上升的高度。
【解析】
1. 定滑轮的作用是改变力的方向，它能将坠砣竖直向下的拉力转换为水平方向拉输电线的力，且不改变力的大小。
2. 由图可知，滑轮组中与动滑轮相连的绳子段数$n=2$，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力$F = 2G_{\mathrm{总}}$，则坠砣的总重力：
$G_{\mathrm{总}} = \frac{F}{2} = \frac{1 × 10^4 \, \mathrm{N}}{2} = 5000 \, \mathrm{N}$
3. 滑轮组中，输电线A端移动的距离$s$与坠砣上升高度$h$的关系为$s = \frac{1}{2}h$，因此坠砣上升的高度：
$h = 2s = 2 × 10 \, \mathrm{cm} = 20 \, \mathrm{cm} = 0.2 \, \mathrm{m}$
【答案】
改变力的方向；5000；0.2
【知识点】
定滑轮的作用；滑轮组省力特点；滑轮组距离规律
【点评】
本题考查滑轮组的综合应用，需准确判断滑轮组的绳子段数，明确省力关系和移动距离的对应关系，同时牢记定滑轮的基本作用，结合题意分析计算即可。
【难度系数】
0.6
1. 首先回忆定滑轮的工作特点：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向，据此确定第一个空的答案。
2. 观察滑轮组结构，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端的拉力由2段绳子承担，即A端拉力与坠砣总重力的关系为$F=2G_{\mathrm{总}}$，代入数值可计算坠砣总重力。
3. 根据滑轮组的移动距离规律，A端移动的距离是坠砣上升高度的$\frac{1}{2}$，即$s=\frac{1}{2}h$，代入A端移动距离可计算坠砣上升的高度。
【解析】
1. 定滑轮的作用是改变力的方向，它能将坠砣竖直向下的拉力转换为水平方向拉输电线的力，且不改变力的大小。
2. 由图可知，滑轮组中与动滑轮相连的绳子段数$n=2$，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力$F = 2G_{\mathrm{总}}$，则坠砣的总重力：
$G_{\mathrm{总}} = \frac{F}{2} = \frac{1 × 10^4 \, \mathrm{N}}{2} = 5000 \, \mathrm{N}$
3. 滑轮组中，输电线A端移动的距离$s$与坠砣上升高度$h$的关系为$s = \frac{1}{2}h$，因此坠砣上升的高度：
$h = 2s = 2 × 10 \, \mathrm{cm} = 20 \, \mathrm{cm} = 0.2 \, \mathrm{m}$
【答案】
改变力的方向；5000；0.2
【知识点】
定滑轮的作用；滑轮组省力特点；滑轮组距离规律
【点评】
本题考查滑轮组的综合应用，需准确判断滑轮组的绳子段数，明确省力关系和移动距离的对应关系，同时牢记定滑轮的基本作用，结合题意分析计算即可。
【难度系数】
0.6
